Leer em português
I když je nyní cloud v podnikových počítačích všudypřítomný, existuje jedna oblast, kde přechod ke cloudu teprve tiše začal: superpočítače. Záchytný termín pro největší a nejvýkonnější počítače na světě, superpočítače, byly kdysi dostupné pouze vládám, výzkumným univerzitám a nejvyspělejším korporacím a používaly se k rozluštění nepřátelských kódů, simulaci počasí a navrhování jaderných reaktorů. Dnes však cloud přináší superpočítače do hlavního proudu.
Tento přechod má potenciál urychlit (nebo narušit) způsob, jakým podniky dodávají složité konstruované produkty, od navrhování raket schopných dosáhnout vesmíru a nadzvukových trysek až po vytváření nových léků a objevování obrovských zásob ropy a plynu ukrytých hluboko pod zemí. Stejně jako podnikový cloud computing vytvořil pro podniky nové způsoby, jak zapojit zákazníky a narušit přechod od softwaru jako služby k mobilnímu výpočetnímu výkonu, superpočítače otevřou nové možnosti průlomových inovací tím, že urychlí rychlost výzkumu a vývoje a vývoj produktů o řády.
Například programu nadzvukové dopravy Concorde trvalo 25 let a 5 miliard dolarů (upraveno o inflaci), než zahájil svůj první komerční let v roce 1976. Porovnejte tuto časovou osu s Boom Supersonic, startupem, který slibuje zkrátit dobu cestování letadlem na polovinu, přepravit cestující mezi New Yorkem a Paříží za 3,5 hodiny. Společnost byla založena teprve v roce 2014 a plánuje dodat své nadzvukové dopravní letadlo Overture za poloviční čas, za malý zlomek nákladů a personálu.
Rychlá rychlost výzkumu a vývoje Boom byla poháněna cloudovým superpočítačem. Rychlé softwarové simulace umožnily společnosti nahradit většinu fyzického prototypování a testování ve větrném tunelu, které Concorde vyžaduje. Díky cloudu si Boom (což je klient Rescale) mohl dovolit rychle provozovat 53 milionů výpočetních hodin na Amazon Web Services (AWS) s plány na rozšíření na více než 100 milionů výpočetních hodin. Společnost již má od United závazky nakoupit 15 jejích nadzvukových dopravních proudových letadel, i když letadlo teprve létalo. To je míra důvěry leteckých společností v miliony hodin ve výsledky počítačových simulací, které byly dosud vytvořeny.
Takže vzhledem k potenciálu této technologie, proč je méně než jeden ze čtyř superpočítačů pro simulace založen na cloudu? Jednoduchá odpověď je, že je to těžké. Výpočetní inženýrství vyžaduje komplexní a specializovanou sadu technologií a jen málo firemních IT organizací má vlastní odborné znalosti k nastavení skutečného R&D provozu v cloudu.
Má to několik důvodů. Za prvé, vysoce výkonná výpočetní infrastruktura, která umožňuje výpočetní inženýrství, je novou nabídkou pro poskytovatele veřejného cloudu. Za druhé, požadovaný simulační software může být složitý na nastavení a údržbu. Za třetí, pro dosažení optimálního výkonu pro výpočetní inženýrství je rozhodující výběr správné kombinace softwaru a hardwaru a udržování správné konfigurace s pokrokem IT technologií. Vím, jak náročný může být tento proces pro organizace, protože moje firma Rescale se specializuje na pomoc společnostem s nastavením a automatizací těchto systémů.
Zatímco může být obtížné cloudový superpočítač zprovoznit, díky odměnám to stojí za námahu. Dnes mohou výzkumníci používat svůj simulační software na téměř neomezeném výpočetním výkonu, aniž by se museli starat o infrastrukturu, a provozovat cloudové desktopy pro interakci s jejich simulacemi nebo modely. Technologičtí lídři mohou uplatňovat zásady pro kontrolu nákladů a najít rovnováhu mezi časem řešení a nejnižšími náklady. Stručně řečeno, je to superpočítačový zážitek zaměřený na výzkum a vývoj, dostupný na vyžádání a účtovaný podle spotřeby.
Otázka zní: Jak poznáte, že máte problém, který by vám mohl pomoci vyřešit superpočítač?
Kdy se superpočítač vyplatí?
V posledním desetiletí přinesla velká data podniku hluboké nové obchodní poznatky a zlepšila analýzu velkých souborů dat. Výpočetní metody ve výzkumu a vývoji stejně výrazně zlepší fyzický výkon navržených produktů prostřednictvím simulací. Společnou nití všech simulací je, že určujeme pravděpodobná pozorování toho, jak by produkt interagoval se svým prostředím, na základě vědeckých principů, které utvářejí náš svět – od fyziky přes chemii až po termodynamiku.
Superpočítač založený na cloudu může být zvláště užitečný pro organizace v následujících situacích:
Urychlení doby uvedení na trh: Vyhodnocování nových návrhů prostřednictvím cloudové simulace namísto fyzického prototypování může dramaticky urychlit, jak rychle jsou společnosti schopny komercializovat inovace nových produktů. Startup Sensatek se sídlem na Floridě vytvořil inovativní senzor IoT, který se přilepí na lopatky turbíny a změří vnitřní napětí proudových motorů během letu. Letectvo chtělo koupit senzory Sensatek, ale společnost neměla zdroje na nákup superpočítačů, aby svůj produkt zdokonalila dostatečně rychle, dokud se nepřeorientovala na vysoce výkonné výpočty v cloudu. Podobně Specialized Bicycles provádí simulace pomocí rychlého prototypování, takže mohou rychle vyladit aerodynamiku a celkový výkon svých silničních kol.
Digitální dvojčata: Simulace interakce produktu s reálnými scénáři je zásadní, když je fyzické prototypování nepraktické. Například Commonwealth Fusion Systems, start fúzního jaderného reaktoru, spoléhá na simulace k ověření potenciálních návrhů reaktorů, protože žádný komerční fúzní reaktor nikdy neexistoval. Firefly Aerospace, raketový start z Texasu, spoléhá na výpočetní inženýrství při zkoumání a testování návrhů svých komerčních raket na Měsíc. Podobně i výrobci léků potřebují komplexní simulace, aby věděli, jak budou molekuly interagovat s biologickým prostředím, než se budou moci zavázat k výrobě nových průlomových objevů léků.
Kombinace AI/ML se simulací: Simulace mohou nejen předvídat, jak by mohl fungovat jeden člověkem navržený produkt, ale mohou také předpovídat výkon celé řady potenciálních návrhů. Organizace investující do těchto virtuálních experimentů rozvíjejí duševní vlastnictví na modelech pokrývajících širokou škálu parametrů návrhu a dopadů na výkonnost produktu. Zde společnosti, které brzy přijmou, získávají konkurenční výhodu se svými datovými aktivy. Výrobci automobilů jako Nissan, Hyundai a Arrival svým konstruktérům mnohem snáze a urychlují testování nových konstrukčních technik k výrobě bezpečnějších a účinnějších vozidel ve stále složitějším provozním prostředí s autonomními, elektrickými a propojenými schopnostmi. Při vývoji pokročilých asistenčních systémů pro řidiče mohou algoritmy ML trénovat software řidiče v simulovaných světech. Stejně jako testování v aerodynamickém tunelu letadel se stalo virtuálním, může se stát i testování systémů autonomního řízení. V oblasti biologických věd Recursion Pharmaceuticals aplikuje techniky umělé inteligence na biologii a urychluje objevy nových léků 20krát rychlejší analýzou buněk pomocí strojového učení na superpočítačích.
Nové produkty nebo služby s podporou výpočtů: Rozsah cloudu a propojená povaha vytvářejí nové možnosti pro vědu a inženýrství. Například společnost Samsung Electronics vytvořila cloudovou platformu pro spolupráci v oblasti výpočetního inženýrství, takže pohádkoví zákazníci – kteří navrhují a prodávají hardware, ale nevyrábějí ho – mohou na požádání používat různé nástroje pro automatizaci elektronického návrhu a spolupracovat na návrzích se společností Samsung dříve. výrobní. Tento nový přístup v podstatě přináší nepřetržitou integraci (praxe dnes běžná při vývoji softwaru) do navržených produktů. Inženýři mohou nejen rychle ověřit svá návrhová rozhodnutí, ale také integrovat své návrhy do celkového systému pro bezproblémovou spolupráci a simulaci a ověřování na úrovni systémů.
Od velkých dat k Big Compute
Se všemi investicemi do sociálních médií, mobilních a cloudových technologií v posledním desetiletí pravděpodobně přijdou další velké transformace průmyslu ve světě vědy a inženýrství. . V tomto novém světě bude generování dat – nejen shromažďování – na významu, protože simulace, které vytvářejí digitální dvojčata produktů reálného světa, budou stále běžnější.
Využití superpočítačů v cloudu se stává základem inovací v mnoha průmyslových odvětvích, zejména proto, že průběžná integrace a průběžné dodávky spojují výzkum a vývoj stále blíže k produktovým cyklům a procesu dodávání softwaru společnosti. Superpočítače v cloudu umožňují to, co se včera zdálo jako sci-fi. Ve skutečnosti existují celá průmyslová odvětví, která existují pouze díky této nové výpočetní schopnosti – jako je soukromé cestování vesmírem.
Raketové společnosti jako SpaceX a Blue Origin byly před 15 lety sotva možné. Tito lídři inovací v letectví potřebovali stovky milionů dolarů jen na vybudování počítačové infrastruktury, která by mohla provozovat simulace, které jejich podniky vyžadovaly. Letecké společnosti nové generace, jako jsou Firefly, Relativity a Virgin Orbit, však nyní mohou poskytovat výsledky výzkumu a vývoje za méně než desetinu nákladů oproti svým starším kolegům. A to dnes dokážou v jakémkoli měřítku, čímž rychle padají překážky pro inovace.
Superpočítač světové třídy může dnes na své kreditní kartě roztočit každý. To mění tempo a dynamiku inovací, jejichž dopad se začíná projevovat teprve nedávno.
